[发明专利]一种多普勒频移估计方法及装置

说明书

本发明公开了一种多普勒频移估计方法及装置，通过计算接收信号的累积量角度估计值，计算接收信号的累积量频移估计值，对累积量角度估计值和累积量频移估计值进行修正，得到修正的多普勒频移估计值。本发明能够准确估算多天线条件下的多普勒频移值，提高估计准确性，提高信号恢复的准确性。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别是指一种多普勒频移估计方法及装置。

背景技术

多普勒频移估计对于无线通信中接收端恢复畸变信号具有重要意义。无线通信信道多为时变衰落信道，其接收信号的幅度和相位衰变速度取决于多普勒频移大小，其值越大，无线通信信道衰落速度越快。在无线通信系统中，实时估计多普勒频偏对获得最优接收性能具有重要意义。多普勒频移估计技术在通信系统参数选择，信道估计和自适应方法领域都有广泛应用。

基于循环平稳的估计方法是一种多普勒频移估计方法，其采取计算信号循环平稳功率谱的方法提取多普勒特征。现有的循环平稳估计方法存在抗噪声能力较差，估计不够准确的问题，且现有循环平稳估计方法一般假定发送端与接收端配置单天线，而无法估计波束到达角，无法从多普勒频移中获得由移动速度直接产生的多普勒频移。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种基于四阶循环平稳累积量的多普勒频移估计方法及装置，能够提高抗噪声性能，提高估计准确性。

基于上述目的，本发明提供了一种多普勒频移估计方法，包括：

对接收信号进行累积量角度估计，得到累积量角度估计值；

对所述接收信号进行累积量频移估计，得到累积量频移估计值；

对所述累积量角度估计值与累积量频移估计值进行修正处理，得到修正的多普勒频移估计值。

可选的，接收所述接收信号的天线阵列包括两列均匀线性阵列，每列包含数量为2M+1个各向同性天线，同一列中两两天线的间距为d_x，两列之间的间隔为d_y。

可选的，设L为多径条件下存在的路径总数，第i路接收信号的三维到达角度为：

其中，表示β_i的估计值，表示θ_i的估计值，表示的估计值；λ为信号波长，ξ_i为第i条路径对应的接收信号的累积量矩阵的特征值；

其中，h_j(m)表示特征值的第j个特征向量的第m个元素，m小于M。

可选的，接收信号的四阶循环频谱为：

其中，f为信号频偏范围，T为信号的采样周期，A是由信道莱斯因子决定的常数，σ_w是发送信号的功率。

可选的，基于发送端导频的估计器为：

发送端无导频的估计器为：

可选的，所述多普勒频移估计值的计算方法为：

其中，θ是公式(18)所示估计角。

可选的，所述累积量矩阵为：

记C₁的伪逆矩阵为则的特征向量张成信号子空间。